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世通仪器关于高温微压力传感器校准实的研究

在航天领域，常常需要在恶劣环境下实时测量环境的各种相关参量，其中就包括微小压力测量。由于测试工作处于高温、高热流、强电磁干扰、剧烈振动等恶劣的条件下，并且待测压力微小，此外还要求小型化、低功耗，故而传统的硅微压力传感器已难以满足测试需求。

20世纪80年始，非制冷红外焦平面阵列探测器在美国方支持下发展起来的，在1992年全部研发完成后才对外公布。初期技术路线包括德州仪器研制的BST热释电探测器和霍尼韦尔研制的氧化钒（VOx）微测辐射热计探测器。后来由于热释电技术本身的一些局限性，微测辐射热计探测器逐渐胜出。2009年，L-3公司 终宣布停止继续生产热释电探测器。之后，法国的CEA/LETI以及德州仪器公司又分别研制了非晶硅（a-Si）微测辐射热计探测器。
相比之下光纤压力传感器有着无可比拟的优势:测量精度高、抗电磁干扰能力良好、绝缘性能好、性能稳定等，因此光纤压力传感器*接近测试需求。F-P光纤压力传感器更是以极高的测量灵敏度和精度、成熟的微压测量技术成为*，且只需在探头结构上辅以耐高温技术手段，使其能够适应高温环境，即能*终满足测试的要求。

高温微压力传感器基于F-P干涉敏感原理，使用耐高温材料外壳和支撑架，部件连接采用固体焊接等耐高温工艺，实现了在无引压管情况下对800℃高温介质微小压力的直接测量，并且通过对性敏感组件等易损件采取专门的限位、加固措施，提高了抗冲击、振动能力。
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机械冲击：过大的冲击转矩往往造成电机笼条，端环断裂和定子端绕组绝缘破损，导致击穿烧机，转轴扭曲，联轴节、传动齿轮损伤和皮带撕裂等；3.对生产机械造成冲击：起动过程中的压力突变往往造成泵系统管道、阀门的损伤，缩短使用寿命；影响传动精度，甚至影响正常的过程控制。所有这些都给设备的安全可靠运行带来威胁，同时也造成过大的起动能量损耗，尤其当频繁起停时更是如此。为避免对电网和设备造成严重影响，大功率电机在启动时一般采用如下两种方式。
为了在地面实验室模拟传感器的实际测量环境，我们设计了一种适用于高温微压力传感器的仪器校准实验系统，通过高低温真空试验装置和人机软件的结合，为仪器校准了一个稳定可靠、安全便捷的实验。

1、传感器测量原理

(1) 微压力测量原理

高温微压力传感器采用的是F-P干涉敏感原理，根据Fabry-Perot共振效应，F-P共振腔反射光的波长变化与两反射面之间的距离呈函数关系。如图1所示，为传感器原理示意图，感压反射面及其支撑膜片和静止反射面就构成了一个完整的F-P共振式压力敏感结构。根据薄膜性形变原理，压力敏感膜片在外界压力的作用下发生形变，从而改变F-P腔腔长，引起干涉谱变化，通过测量干涉光谱，即可得到作用在压力敏感膜上的压力变化，从而达到测量压力的目的。该结构的特点是灵敏度极高，可感受两个镜面之间纳米级的位移变化，可满足500 Pa微小压力的测量需要。

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从而帮助用户限度地减少试验前的时间，”奇石乐产品经理JakubVidner博士说。快速和用户优化操作车辆测试人员希望将精力集中在实际测试上，而非准备工作上。得益于无线局域网信号强传输覆盖范围广，新型KiRoadWirelessP1系统在无需额外接收天线的情况下便可平稳运行。“过去，必须外置反射天线，或者将外部接收天线用数米长的电缆安在卡车底盘上，以便尽可能靠近传感器。而有了KiRoadWirelessP1系统，无需在这些步骤上花费宝贵的时间，”Vidner博士解释说，“现在只需在驾驶室中车载电子单元，将车轮模块在驱动轴上，测量链便准备就绪了。

(2) 传感器的仪器校准原理

在传感器探头确定的情况下，参数k1,k的值可以通过公式直接计算求得，而温度敏感系数k2以及补偿修正常数C则需要通过校准实验才能确定。

将被校传感器与压力、温度标准具置于同一载荷环境，通过标准具得到压力、温度的标准量，通过解调模块得到传感器的输出值。将标准输人量与被校传感器的输出值绘制成传感器的校准曲线，再根据校准数据采用*小二乘法确定传感器的工作直线，用工作直线反映传感器的输人和输出之间的关系，从而确定k2及C的取值。通过校准曲线与工作直线的比较，可以计算得到被校传感器的静态基本性能指标。

计量器具校准东莞-认证中心基于3672系列矢量网络分析仪的大功率输出（部分频段典型值+17dBm）和丰富的先进校准技术（包括源和接收机功率校准，SOLT，TRL，非插入校准和Ecal等）发的放大器增益压缩测量选件，所采用的二维扫描技术克服了传统测量方法只能点频测量的缺陷，极大地提高了测量效率，通过功率校准和误差修正，使测量结果更加准确。仅需一次设置，经过向导校准，连接被测件，就可以得到放大器在所有设置频点的增益压缩参数和线性参数。